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摘要：大体积混凝土的裂缝一直是困扰着工程界的难题。由于水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥水化的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的热量无法及时散出，以至内外温差过大，再加上存在外约束使其不能自由变形，因而产生温度应力。通过对大体积混凝土温度应力的特点和裂缝的产生原因进行分析，并对此提出具体的解决方案，为大体积混凝土的施工提供一定的参考。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；施工；温度控制
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
引言
近年来随着我国大规模工程建设的日益增多，大体积混凝土也越来越多的被应用到实际当中。但目前，大体积混凝土的裂缝较为普遍，尽管我们在施工中采取各种措施减少裂缝的发生，但裂缝仍时有发生。为此，在大体积混凝土施工中，研究其温度应力及温度控制具有重要的理论与现实意义。
1、大体积混凝土的概念及其施工特点
研究大体积混凝土在施工中的温度应力及温度控制问题，首先要明晰大体积混凝土的概念与施工特点。具体如下：
1.1 大体积混凝土的概念
一般来说，大体积混凝土的定义是：“结构断面最小尺寸在80cm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与表面温度之差预计超过25℃的混凝土称之为大体积混凝土。”
1.2 大体积混凝土的施工特点
大体积混凝土结构的施工特点：
（1）整体性要求较高，往往不允许留设施工缝，一般要求连续浇筑。
（2）结构的体积较大，浇筑后混凝土产生的水化热量大，并积聚在混凝土内部不易散发，从而形成较大的内外温差，引起较大的温差应力。
2、温度应力的产生过程及裂缝的产生原因
2.1 温度应力的产生过程
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土弹性模量急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成一定的残余应力。
（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相叠加。
2.2 裂缝的产生原因
大体积混凝土温度裂缝的产生与水泥水化热、外界气温的变化、约束条件的变化和混凝土的收缩变形等因素息息相关。
2.2.1 水泥水化热的影响
水泥水化过程中产生一定的热量，而大体积混凝土结构一般断面较厚，水化热聚在结构内部不易散失，引起急剧升温，在建筑工程中一般为20～30℃甚至更高。
2.2.2 外界气温变化的影响
混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热升温和结构散热降温等各种温度的叠加之和。温度应力是由温差引起的变形造成的，温差愈大，温度应力也愈大。
2.2.3 混凝土的收缩变形
由于泵送混凝土的流动性与抗裂的要求相互矛盾，故应选取在满足泵送的坍落度下限条件下尽可能降低水灰比，因混凝土中水分越多，开裂可能越大。随着混凝土施工厚度增加，混凝土浮浆随之增多，因此应严格控制含水率，必要时调整混凝土水灰比，这对于控制混凝土的收缩和提高抗裂性是必要的。
2.2.4 约束条件与温度裂缝的关系
结构在变形时，必然受到外界条件阻碍，这种阻碍称为约束条件。在全约束条件下，混凝土结构的变形，是温差与温度膨胀系数的乘积，即：C=T•a，当超过混凝土的极限拉伸值时，裂缝便产生。
3解决的办法和措施
减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件以及施工方面着手。
3.1 控制温度的措施
3.1.1 混凝土内部温度的控制
根据原始情况计算出混凝土内部峰值温度，就可以根据影响峰值温度的因素进行混凝土内部温度的控制。控制温度主要从控制混凝土浇灌温度、温升、减少温差、改进施工操作条件人手，措施如下:
1) 采用改善骨料级配，用干硬性混凝土掺混合料，在混凝土内掺入一定数量的粉煤灰外掺料。由于粉煤灰具有一定的活性，不但可以替代部分水泥，而且粉煤灰顆粒呈球形，具有“滚珠效应”而起润滑作用，能改善混凝土的粘塑性，并可增加泵送混凝土要求的0.315mm以下细粒的含量，改善混凝土可泵性，降低混凝土的水化热。如图所示：
图1 掺入30%粉煤灰对水泥水化热的影响效果
3.1.2 混凝土外部温度的控制
在混凝土浇筑、养护过程中可采取以下措施控制表面温度：首先可根据不同环境采取蓄水和盖塑料薄膜措施，在此基础上盖上草袋和麻袋进行保温保湿养护，在冬季可搭设保温挡风棚进行保温。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求通过计算确定。气温骤降时应进行表面保温，以免混凝土产生急剧的温度梯度。
3.2 施工方面的措施
3.2.1 合理安排施工程序和施工进度
施工程序和施工进度安排，应满足以下几点要求：基础约束区的混凝土在设计规定的间歇期内连续均匀上升，不应出现薄层长间歇。基础强约束区混凝土宜在低温季节施工；其余部分基本做到短间歇连续均匀上升；相邻块、相邻坝段高差应符合规范允许的高差要求。
3.2.2 降低混凝土的浇筑温度
降低混凝土的浇筑温度应从降低混凝土出机口温度、减少混凝土运输途中和仓面温度回升以及入仓温度等几方面人手，具体措施有：避开高温时段浇筑，气温低的季节多浇，气温高的季节少浇，重要部位安排在低温季节、低温时段浇筑；提高骨料的堆料高度，在骨料仓上方设置遮阳棚以及对骨料进行预冷；采用加冰或加冰水拌和等。
3.3 养护措施
（1）加强混凝土表面保温，减小环境温度变化的影响，可在混凝土顶面加盖保温层，适当延迟拆模时间。
（2）排走混凝土内部水化热，降低混凝土内部温度，可在混凝土内部设置冷却水管，通冷却水带走混凝土内部水泥水化发出的热量。
4、结束语
综上，本文在介绍大体积混凝土概念与施工特点的基础上分析大体积混凝土裂缝的产生原因，最后对混凝土施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，并提出了初步解决方案。为了更严格把好大体积混凝土施工的质量关，以确保混凝土的耐久性和安全性，更有效的解决大体积混凝土的裂缝问题，应着重从控制温升、延缓降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土极限拉伸、改善约束程度等方面采取措施，并根据现场测试数据及时调整养护措施。在具体施工中应采取多种预防处理措施，最大程度的避免混凝土的裂缝问题。
参考文献
[1]李昕鹏.大体积混凝土裂缝控制[J].施工技术;2011,1
[2]房春鹏.浅析大体积砼无缝技术在建筑施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2011，18
[3]廖智.浅谈大体积混凝土施工质量控制[J].中国城市经济,2011，15
[4]杨占坡,吕剑峰.论大体积混凝土常规温控防裂控制措施[J].内蒙古水利,2011，04
[5]邹建立.大体积混凝土入模温度的控制[J].河南科技,2011，14
[6]王朋.大体积混凝土施工温度控制计算[J].安徽水利水电职业技术学院学报, 2008,(03)
[7]周文.施工中混凝土裂缝的控制措施[J].水运工程，2006(2)：94-96
[8]阎仰忠.大体积混凝土温度监控技术[J].山西建筑，2006，32(8)：133-134
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；施工；温度控制
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
引言
近年来随着我国大规模工程建设的日益增多，大体积混凝土也越来越多的被应用到实际当中。但目前，大体积混凝土的裂缝较为普遍，尽管我们在施工中采取各种措施减少裂缝的发生，但裂缝仍时有发生。为此，在大体积混凝土施工中，研究其温度应力及温度控制具有重要的理论与现实意义。
1、大体积混凝土的概念及其施工特点
研究大体积混凝土在施工中的温度应力及温度控制问题，首先要明晰大体积混凝土的概念与施工特点。具体如下：
1.1 大体积混凝土的概念
一般来说，大体积混凝土的定义是：“结构断面最小尺寸在80cm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与表面温度之差预计超过25℃的混凝土称之为大体积混凝土。”
1.2 大体积混凝土的施工特点
大体积混凝土结构的施工特点：
（1）整体性要求较高，往往不允许留设施工缝，一般要求连续浇筑。
（2）结构的体积较大，浇筑后混凝土产生的水化热量大，并积聚在混凝土内部不易散发，从而形成较大的内外温差，引起较大的温差应力。
2、温度应力的产生过程及裂缝的产生原因
2.1 温度应力的产生过程
根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:
（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土弹性模量急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成一定的残余应力。
（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。
（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相叠加。
2.2 裂缝的产生原因
大体积混凝土温度裂缝的产生与水泥水化热、外界气温的变化、约束条件的变化和混凝土的收缩变形等因素息息相关。
2.2.1 水泥水化热的影响
水泥水化过程中产生一定的热量，而大体积混凝土结构一般断面较厚，水化热聚在结构内部不易散失，引起急剧升温，在建筑工程中一般为20～30℃甚至更高。
2.2.2 外界气温变化的影响
混凝土的内部温度是浇筑温度、水化热的绝热升温和结构散热降温等各种温度的叠加之和。温度应力是由温差引起的变形造成的，温差愈大，温度应力也愈大。
2.2.3 混凝土的收缩变形
由于泵送混凝土的流动性与抗裂的要求相互矛盾，故应选取在满足泵送的坍落度下限条件下尽可能降低水灰比，因混凝土中水分越多，开裂可能越大。随着混凝土施工厚度增加，混凝土浮浆随之增多，因此应严格控制含水率，必要时调整混凝土水灰比，这对于控制混凝土的收缩和提高抗裂性是必要的。
2.2.4 约束条件与温度裂缝的关系
结构在变形时，必然受到外界条件阻碍，这种阻碍称为约束条件。在全约束条件下，混凝土结构的变形，是温差与温度膨胀系数的乘积，即：C=T•a，当超过混凝土的极限拉伸值时，裂缝便产生。
3解决的办法和措施
减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件以及施工方面着手。
3.1 控制温度的措施
3.1.1 混凝土内部温度的控制
根据原始情况计算出混凝土内部峰值温度，就可以根据影响峰值温度的因素进行混凝土内部温度的控制。控制温度主要从控制混凝土浇灌温度、温升、减少温差、改进施工操作条件人手，措施如下:
1) 采用改善骨料级配，用干硬性混凝土掺混合料，在混凝土内掺入一定数量的粉煤灰外掺料。由于粉煤灰具有一定的活性，不但可以替代部分水泥，而且粉煤灰顆粒呈球形，具有“滚珠效应”而起润滑作用，能改善混凝土的粘塑性，并可增加泵送混凝土要求的0.315mm以下细粒的含量，改善混凝土可泵性，降低混凝土的水化热。如图所示：
图1 掺入30%粉煤灰对水泥水化热的影响效果
3.1.2 混凝土外部温度的控制
在混凝土浇筑、养护过程中可采取以下措施控制表面温度：首先可根据不同环境采取蓄水和盖塑料薄膜措施，在此基础上盖上草袋和麻袋进行保温保湿养护，在冬季可搭设保温挡风棚进行保温。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求通过计算确定。气温骤降时应进行表面保温，以免混凝土产生急剧的温度梯度。
3.2 施工方面的措施
3.2.1 合理安排施工程序和施工进度
施工程序和施工进度安排，应满足以下几点要求：基础约束区的混凝土在设计规定的间歇期内连续均匀上升，不应出现薄层长间歇。基础强约束区混凝土宜在低温季节施工；其余部分基本做到短间歇连续均匀上升；相邻块、相邻坝段高差应符合规范允许的高差要求。
3.2.2 降低混凝土的浇筑温度
降低混凝土的浇筑温度应从降低混凝土出机口温度、减少混凝土运输途中和仓面温度回升以及入仓温度等几方面人手，具体措施有：避开高温时段浇筑，气温低的季节多浇，气温高的季节少浇，重要部位安排在低温季节、低温时段浇筑；提高骨料的堆料高度，在骨料仓上方设置遮阳棚以及对骨料进行预冷；采用加冰或加冰水拌和等。
3.3 养护措施
（1）加强混凝土表面保温，减小环境温度变化的影响，可在混凝土顶面加盖保温层，适当延迟拆模时间。
（2）排走混凝土内部水化热，降低混凝土内部温度，可在混凝土内部设置冷却水管，通冷却水带走混凝土内部水泥水化发出的热量。
4、结束语
综上，本文在介绍大体积混凝土概念与施工特点的基础上分析大体积混凝土裂缝的产生原因，最后对混凝土施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，并提出了初步解决方案。为了更严格把好大体积混凝土施工的质量关，以确保混凝土的耐久性和安全性，更有效的解决大体积混凝土的裂缝问题，应着重从控制温升、延缓降温速率、减少混凝土收缩、提高混凝土极限拉伸、改善约束程度等方面采取措施，并根据现场测试数据及时调整养护措施。在具体施工中应采取多种预防处理措施，最大程度的避免混凝土的裂缝问题。
参考文献
[1]李昕鹏.大体积混凝土裂缝控制[J].施工技术;2011,1
[2]房春鹏.浅析大体积砼无缝技术在建筑施工中的应用[J].黑龙江科技信息,2011，18
[3]廖智.浅谈大体积混凝土施工质量控制[J].中国城市经济,2011，15
[4]杨占坡,吕剑峰.论大体积混凝土常规温控防裂控制措施[J].内蒙古水利,2011，04
[5]邹建立.大体积混凝土入模温度的控制[J].河南科技,2011，14
[6]王朋.大体积混凝土施工温度控制计算[J].安徽水利水电职业技术学院学报, 2008,(03)
[7]周文.施工中混凝土裂缝的控制措施[J].水运工程，2006(2)：94-96
[8]阎仰忠.大体积混凝土温度监控技术[J].山西建筑，2006，32(8)：133-134